超純鐵精礦的選礦工藝及其開發(fā)
隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對永磁材料、還原鐵粉等產(chǎn)品的需求量日益增加,對產(chǎn)品的質量要求也越來越高。目前,制取永磁材料(鐵氧體) 、還原鐵粉的原料主要是氧化鐵紅、鐵鱗,由于氧化鐵紅、鐵鱗的產(chǎn)量較小且價格高、質量不太穩(wěn)定,因此,尋求新的廉價原料代用品,已成為一個亟待解決的重要研究課題。
1 超純鐵精礦的選礦工藝及其成分分析
生產(chǎn)超純鐵精礦一般是以選礦廠選別的鐵精礦為原料,根據(jù)精礦中脈石礦物的種類、嵌布粒度及其與鐵礦物的共生關系確定選礦工藝和方法。國內外常用的提純方法有浮選、磁選、搖床重選,且以磁- 浮、磁- 重聯(lián)合選礦工藝流程為多。
目前,宋陵礦山機械有限公司在超純鐵精礦的研究方面積累了豐富的經(jīng)驗,其技術水平在國內處于領先地位。前幾年主要是以河鐵砂、天然優(yōu)質磁鐵礦石為原料研制超純鐵精礦,其產(chǎn)品可作為生產(chǎn)還原鐵粉、中低檔永磁材料(鐵氧體) 的原料。近幾年,宋陵礦山機械有限公司又開展了以天然優(yōu)質鏡鐵礦為原料研制高能磁性材料原料(氧化鐵紅代用品) 的工作,并取得了可喜的進展。就安徽皖西地區(qū)的河鐵砂、銅陵- 繁昌一帶的天然優(yōu)質鐵礦石為原料生產(chǎn)高純鐵精礦,可歸納為以下三種工藝流程：
(1) 磁-浮聯(lián)合流程。即給礦→磨礦→旋流器分級→溢流弱磁選→磁精陽離子反浮選。該流程適合于河鐵砂的選別。(2)單一磁選流程。即給礦→磨礦→旋流器分級→溢流弱磁選。該流程適合于天然優(yōu)質磁鐵礦石的選別。(3)階段磨選、磁重聯(lián)合流程。即給礦→磨礦→分級→分級溢流弱磁選→弱磁尾強磁選→強磁粗精磨礦分級→分級溢流搖床重選。該流程適合于天然優(yōu)質鏡鐵礦石的選別。
2 產(chǎn)品開發(fā)利用的有效途徑
制取永磁鐵氧體目前,國內生產(chǎn)永磁鐵氧體的主要原料是鐵鱗和氧化鐵紅。鐵鱗主要來源于加熱軋制鋼材過程中氧化形成的各種氧化物,由于軋制鋼材的材質根據(jù)市場要求經(jīng)常發(fā)生變化,引起鐵鱗的成份波動大,給鐵氧體的生產(chǎn)帶來很大的困難,需經(jīng)常調整工藝參數(shù),難以保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定,在目前生產(chǎn)條件下,很難生產(chǎn)出高性能的產(chǎn)品[3 ] 。氧化鐵紅(Fe2O3) 雖純度高,可生產(chǎn)出較高性能的永磁鐵氧體,但由于原料的價格貴,且市場供應量有限,降低產(chǎn)品的成本并保證生產(chǎn)的正常進行是很困難的。為保證磁性材料性能的提高,降低成本,選擇優(yōu)質價廉的原料是十分必要的。宋陵礦山機械有限公司于80 年代開始研究采用河鐵砂生產(chǎn)的超純鐵精礦制取永磁鐵氧體,90 年代又開始研究利用天然鐵礦石生產(chǎn)超純鐵精礦制取永磁鐵氧體,并獲得成功。
利用超純鐵精礦制取永磁鐵氧體的主要工藝流程為：給料→配方→一次球磨→預燒→二次球磨→成型→燒結→產(chǎn)品性能測試。
研究表明,與鐵鱗相比,利用河鐵砂或優(yōu)質天然鐵礦石生產(chǎn)的超純鐵精礦為原料制取永磁材料具有以下優(yōu)點：
(1) 超純鐵精礦成分穩(wěn)定,其工藝條件和產(chǎn)品質量就相對穩(wěn)定。而鐵鱗的成分隨軋制鋼材不同而變化,影響了工藝和性能的穩(wěn)定性。(2) 超純鐵精礦粒度細,活性好,在相對較
低的溫度下,就可氧化成Fe2O3 而制備優(yōu)良的永磁體,較之鐵鱗可降低能耗。(3) 顆粒粒度細,易磨性好,可縮短球磨時間。(4) 利用率較鐵鱗高10 %～20 % ,產(chǎn)品的產(chǎn)率大。
制取粉末冶金用還原鐵粉
粉末冶金具有少、無切削的加工特點,是制造特殊材料、特殊制品的有效手段。發(fā)展粉末冶金技術,對節(jié)材、節(jié)能、降低成本都具有特殊重要的意義[4 ] 。
目前,我國生產(chǎn)粉末冶金用還原鐵粉的原料基本上是用軋鋼氧化鐵屑(即鐵鱗) 。與前述常前發(fā)：超純鐵精礦的選礦工藝及其開發(fā)利用的有效途徑相似,由于軋鋼氧化鐵屑受鋼材的材質的限制,其化學成分不太理想,波動大。因此,近年來國內曾以含鐵量很高的優(yōu)質鐵精礦粉作原料,試驗制取這種還原鐵粉。
超純鐵精礦制取還原鐵粉的工藝過程如下：將超純鐵精礦裝罐后,在隧道窯內進行初
還原,制得海綿鐵錠,經(jīng)清刷、破碎、篩分、磁選、退火及精還原等工序處理后,制得粉末冶金用還原鐵粉。將所得的精還原鐵粉,經(jīng)配料、混合、成型、燒結,制成各種鐵基粉末冶金零件。
以河鐵砂、天然優(yōu)質磁鐵礦為原料制取超純鐵精礦的選礦工藝已在工業(yè)上應用。以天然優(yōu)質鏡鐵礦為原料制取超純鐵精礦的選礦工藝,因受到原料成分波動較大、精礦產(chǎn)率較低、工藝流程較長等不利因素的影響,目前在工業(yè)上應用的條件尚不很成熟,應進一步加強研究工作以解決高檔鐵紅原料供不應求的矛盾。
